SDN的网络虚拟化资源分配技术

摘要

随着移动互联网、物联网、云计算等技术的快速发展，传统网络架构的僵化问题日益突出。网络虚拟化能融合现有通信与计算的资源虚拟化技术，采用分层的技术手段解决网络僵化问题，而软件定义网络（SDN）为网络虚拟化的实现提供了切实可行的解决方案。本文立足于SDN技术，重点研究网络虚拟化的系统结构及资源分配方法。
　　论文首先分析了网络虚拟化与SDN的技术特点，给出了基于软件定义的网络虚拟化架构，论述了虚拟化资源分配的核心作用，归纳了资源分配与虚拟网络映射(VNE)的相互关系，并采用形式化方法定义了底层物理网络与上层虚拟网络的映射模型。
　　其次，论文面向软件定义网络电信级部署的特点，提出了一种能级自适应的虚拟资源分配方法，针对比例计算技术建立了全网能耗最小的优化模型，设计了相应的求解算法用以实现混合整数规划问题的快速求解。论文运用ALEVIN开源软件开展了仿真实验，对算法的优化性能进行了对比分析。结果表明，所提算法在网络重负载时能提高虚拟网络接受率并显著降低能耗开销。
　　最后，论文进一步以全网负载均衡为优化目标提出了一种虚拟资源分配方案，通过增加辅助约束变量，将非线性计算模型约化为混合整数规划问题，并引入能级向量设计了能耗优化算法。论文针对典型拓扑开展了虚拟网络映射的性能验证实验，对大量随机拓扑映射进行统计分析。结果表明，所提方案在保证服务接受率的同时，能进一步改善系统节能和网络负载均衡的性能。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1论文的研究背景

1.2主要工作和创新点

1.3论文的组织结构

第二章 SDN与网络虚拟化技术综述

2.1网络虚拟化

2.2 SDN技术

2.3虚拟资源分配方法

2.4本章小结

第三章 SDN网络虚拟化的系统设计

3.1基于SDN技术的网络虚拟化方案

3.2虚拟网络映射的形式化数学模型

3.3虚拟网络映射的电信级部署研究

3.4本章小结

第四章 能级自适应的SDN虚拟资源分配方案

4.1能级自适应模型

4.2算法设计与分析

4.3仿真实验与数值分析

4.4本章小结

第五章 面向负载均衡的SDN虚拟资源分配方案

5.1负载均衡模型与线性处理

5.2能耗节约的负载均衡算法

5.3仿真实验与数值分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2研究展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢